一種微流控三通電磁閥及使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型微流控三通電磁閥和它的使用方法，從使用上講，是微流控芯片上使用的一種微流控三通電磁閥及使用方法。
【背景技術】
[0002]目前，隨著微流控芯片技術的飛速發展，對微流控通道的開關控制，越來越被關注。所以近來人們對微流控通道控制的高智能、高自動化的研宄和生產，也來越多。但伴隨目前大多數微流控芯片還只是在實驗研宄中應用的比較多，因此，高智能、高自動化的開關控制，如氣閥等控制，不適合靈活多變的創新實驗設計和具體的實驗需求。另外，采用的高智能、高自動化的控制開關，一是需要根據實驗更改控制參數和軟件程序，二是需要另外采購和維護費用較高，實驗使用成本相對高，增加了微流控芯片的實驗研宄的推廣成本。
[0003]因此，需要一種更加簡單、專業的微流控芯片的微通道的控制開關，用于實驗研宄中。
【發明內容】
[0004]本發明的技術方案為:一種微流控三通電磁閥，其主要由電磁閥體，閥芯的二通管組成，其特征在于:電磁閥體為一個空心圓柱體，圓柱體中心上下貫通形成一個電磁閥內腔，電磁閥內腔的上部安裝有一個微型線圈組成的電磁體，電磁體中心包裹著電磁閥外接管，以此密封住電磁閥外接管。電磁閥外接管上端伸出電磁閥體10~20mm長，下端與電磁體平齊，接通剩余的中下部電磁閥內腔與電磁閥體外部大氣的通路。此設計便于電磁閥外接管與外部管路連接，同時下端與電磁體平齊便于密封加工。在中下部電磁閥內腔壁是一個可滑動旋轉的、圓筒狀的一個電磁閥內腔圈；電磁閥內腔圈上部嵌入電磁體的下端平面，下部嵌入電磁閥內腔凸臺，由此支撐電磁閥內腔圈的滑動。此部件是帶動二通管水平旋轉的關鍵。
[0005]電磁閥體的內部除去電磁閥內腔和電磁體所占的空間外，安裝有I個或2個微型的旋轉電機，旋轉電機能夠順時針或逆時針旋轉，旋轉電機通過齒輪傳動控制著電磁閥內腔中下部壁上的電磁閥內腔圈的水平轉動。因為轉動不需要多大角度，所以電機變速和轉動角度的控制用齒輪最好，省去電路的時間控制，以及電路時間控制的校準的難題。齒輪控制，旋轉角度也好調整和校準。旋轉電機順時針或逆時針的每次開動一次，能夠帶動電磁閥內腔圈上的內腔圈凸槽剛好順時針水平旋轉90°、或逆時針水平旋轉90°。也就是說，旋轉電機能讓內腔圈凸槽一次順時針或逆時針傳動90°。例如:正向旋轉電機開動2次，內腔圈凸槽將順時針轉動180°，正向旋轉電機開動4次，順時針轉動360°，內腔圈凸槽帶動二通管的旋轉360°而轉回到原位。同樣反向旋轉電機開動2次，內腔圈凸槽將逆時針轉動180°，反向旋轉電機開動4次，逆時針轉動360°，內腔圈凸槽帶動二通管的旋轉360°而轉回到原位。旋轉電機正向開動一次，反向再開動一次，內腔圈凸槽帶動二通管順時針旋轉90°又逆時針旋轉90°，轉回到原位。
[0006]在中下部電磁閥內腔，安裝有一個下部端頭封死的二通管，二通管的頂端距離電磁閥外接管和電磁體的下端面有一個H長度，在H長度的電磁閥內腔內安裝有伸縮行程為H長度的彈性裝置。這是閥芯的部件，使閥芯的二通管既能旋轉又能直線運動。彈性裝置的上端固定在電磁體的下端面上，彈性裝置的下端頂著二通管頂部的鐵磁性耳子上。鐵磁性耳子上的設計可以通過行程限位卡，卡住鐵磁性耳子來簡單地完成限位，同時又加強了電磁磁性作用力，保證了直線運動的磁性吸合動力。
[0007]二通管的上部加工有凹槽與內腔圈凸槽配合。保障了二通管能隨內腔圈凸槽的旋轉而轉動。二通管的下端伸出電磁閥體，在封死的下部端頭側面開有一個圓形的，直徑為ΦΙΟΟμ?? ~ Φ500 μπ?的圓開口。H長度在ΙΟΟμ?? ~ 500 μπι之間，與圓開口直徑ΦΙΟΟμ?? ~ Φ500 μm的數值——相等，對應匹配。例如:當H長度=10ym時，圓開口直徑=Φ 100 μ m ；H長度=200 μ m時，圓開口直徑=Φ 200 μ m ;當H長度=300 μ m時，圓開口直徑=Φ 300 μ m ；H長度=400 μ m時，圓開口直徑=Φ400 μ m ;H長度=500 μ m時，圓開口直徑=Φ 500 μ m ;根據H長度和圓開口的直徑，制作不同規格的微流控三通電磁閥。二通管(9 )外徑1_，內徑0.75_。采用統一的標準毛細管，有利于批量生產和降低成本。
[0008]上述技術方案中，所述電磁體與電磁閥內腔壁密閉粘貼，電磁閥外接管與電磁閥體內壁密閉粘貼。所述電磁閥體的電磁閥內腔底端安裝有封閉二通管外側壁的密封圈；保證電磁閥體的密閉不透氣。
[0009]所述二通管下部端頭的圓開口的開口方向與二通管的上部加工的凹槽方向相互成90°垂直。在伸出電磁閥體的二通管中部，正對二通管的上部加工的凹槽的一側外壁上標有方向標識，即標識在與圓開口的開口方向成90°處。此設計目的在于使用方便，簡單，方向的開關明確。在二通管下部封死的端頭的底部加工有緩沖柔軟密封墊，這樣設計，既保證了密封性，有保護了二通管和微通道。
[0010]上述技術方案中，所述電磁閥體在電磁體的下端平面和固定基座加工有內腔圈嵌入槽，能使電磁閥內腔圈嵌入固定。設計保證了電磁閥內腔圈的限位轉動，使電磁閥內腔空間穩定。所述電磁閥內腔圈在其外側中部加工齒輪咬齒，能與齒輪咬合，使電磁閥內腔圈能被旋轉電機的齒輪傳動。電磁閥內腔圈加工有一個二通管的行程限位卡，二通管在彈性裝置的作用下向下行程到距離電磁閥外接管和電磁體的下端面H長度時，行程限位卡將卡住二通管頂部的鐵磁性耳子，保證二通管的向下行程固定在H長度。
[0011]上述技術方案中，本發明提供了使用方法，具體見說明書實施例。
[0012]本發明技術特點是制作方便，使用簡單。
[0013]與現有的微流控通路控制相比，本發明有下列有益效果:(1)使用簡單，方便，可以任意直接與芯片控制孔連接；(2)便于維護，不易發生故障，工作效率高；(3)制作方便簡單，使用成本低廉，節約成本。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的剖視和在芯片體上使用的剖視示意圖。
[0015]圖2為本發明的二通管的俯視、主視、仰視示意圖。
[0016]圖3為本發明的內部旋轉電機傳動內腔圈的示意圖。
[0017]圖中:1.電磁閥體；2.旋轉電機；3.電磁體；4.電磁閥外接管；5.電磁閥內腔；6.內腔圈凸槽；7.彈性裝置；8.密封圈；9.二通管；10.方向標識；11.微流控芯片；12.微通道控制口 ；13.微通道；14.緩沖柔軟密封墊；15.圓開口 ；16.二通管仰視圖；17.二通管俯視圖；18.鐵磁性耳子；19.凹槽；20.電磁閥內腔圈；21.內腔圈傳動齒輪；22.旋轉電機軸；23.旋轉電機軸齒；24.變速大齒輪；25.內腔圈傳動齒輪軸；26.固定基座；27.內腔圈嵌入槽。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例進一步對本發明加以說明。
[0019]實施例一
參照圖1至圖3的形狀結構，一種微流控三通電磁閥，電磁閥外接管4上端伸出電磁閥體I長度是20mm，二通管9在封死的下部端頭側面開的圓開口 15直徑為Φ 500 μ m，H長度=500 μmD
[0020]使用步驟如下:裝閥:用芯片卡具固定好微流控芯片11，將本發明的二通管9按照管身上的方向標識10的箭頭朝向微通道13的進樣方向，插入微流控芯片11的微通道控制口 12，直至微通道13底部。此時圓開口 15對著微通道13的進樣方向，微流控芯片11的微通道13進樣方向的通道通過二通管9、電磁閥內腔5、電磁閥外接管4與外部大氣相通。然后固定好電磁閥體I。
[0021]檢漏:全部微流控芯片11的微通道控制口 12都安裝固定好電磁閥體I后，保持電磁體3電源關閉，接通電磁閥電源，開啟全部微流控芯片11的旋轉電機2 ο此時旋轉電機軸22旋轉帶動了旋轉電機軸齒23，旋轉電機軸齒23通過內腔圈傳動齒輪軸25上的變速大齒輪24減速。同時，減速后的內腔圈傳動齒輪軸25聯動內腔圈傳動齒輪21，內腔圈傳動齒輪21通過咬合電磁閥內腔圈20外壁上的齒輪咬齒，將電磁閥內腔圈2